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北斗智库环保管家网讯：混凝土浇筑后的养护对于混凝土强度发展和耐久性具有重要意义。对于养护的时间，一般认为湿养护介入时机越早越好。葛兆庆等通过研究养护制度对混凝土结构抗渗的影响，认为养护制度对于保证混凝土结构抗渗非常必要，且养护越早对混凝土抗渗越有利。环境因素主要体现为温度、养护湿度及风速，降低这些不良因素对混凝土表面失水的影响是养护预防的重点，尤其是混凝土在塑性阶段的保温保湿尤为重要。詹树林等的研究发现，掺入外加剂后混凝土养护制度时间更应提前，在初凝前采取积极的养护措施才能更好抑制混凝土早期收缩开裂。粉煤灰作为火山灰质矿物掺合料，对于调节混凝土性能、提升混凝土后期强度及耐久性优势明显。朱云升等研究表明，适当磨细的粉煤灰可以降低大体积混凝土早期水化热，降低开裂风险，因此大掺量粉煤灰技术在大体积建筑结构中得到了良好应用。
值得关注的是，大掺量粉煤灰会降低混凝土早期强度，引起混凝土凝结时间延长。加强大掺量粉煤灰的早期养护，对于抑制混凝土早期开裂及服役安全性有积极作用。本项目就养护条件对大掺量粉煤灰混凝土长期性能的影响进行研究，相关结论可为技术人员提供理论和实际参考。
1原材料和试验方法
1.1原材料
胶凝材料：水泥采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥，各项指标满足规范要求。粉煤灰：域级灰，烧失量为5.0%，需水比为99%，45μm筛余12.5%。细骨料：机制砂，细度模数为3.0，MB值为1.4%，含粉率为7.0%。粗骨料为连续级配，粒径为5～25mm，含泥量为0.4%，压碎指标9.0%，针片状含量为4.2%。外加剂：聚羧酸高效减水剂（缓凝型），含固量为16.0%，淡黄色液体，推荐掺量为2.0%左右。
1.2试验方法
（1）养护条件设计。养护条件设计为A-F，详情如表1所示。
（2）试验配合比。试验采用C30配合比，粉煤灰用量设为胶材用量的20%和50%，通过调整外加剂的用量使得混凝土初始坍落度在（200±10）mm，对应的配合比见表2。
（3）混凝土性能测试。按照表2所示配比称取原材料进行拌和，混凝土工作性能参照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB/T50080-2016）进行测试，抗压和抗劈拉强度分别成型100mm×100mm×100mm和150mm×150mm×150mm试块，并参照《混凝土物理力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2019）测试。混凝土收缩试验参照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》（GB/T50082-2009），采用接触法测试。混凝土在设定的养护制度下养护至相应龄期取出，测试混凝土碳化深度和电通量（C）。
2试验结果与讨论
2.1大掺量粉煤灰混凝土的工作性能
表3为粉煤灰掺量为20%和50%的混凝土性能的相关结果。
表3结果显示，在初始坍落度相近的情况下，大掺量粉煤灰混凝土扩展度并未增加，但压力泌水率相较低掺量粉煤灰明显提高，初凝时间和终凝时间均出现延长。这是因为，粉煤灰大量取代水泥后稀释了水泥颗粒密度，加水拌和后阻碍了水泥与自由水的接触，导致水泥水化产物无法相互连接，进而降低了混凝土流动性。与此同时，粉煤灰对自由水的包裹随着时间推移缓慢释放，导致大掺量粉煤灰混凝土压力泌水率增高，进而阻碍了水泥的持续水化，混凝土初凝和终凝时间进一步延长。
2.2养护条件对大掺量粉煤灰混凝土抗压强度的影响
本项目研究了养护制度对大掺量粉煤灰混凝土抗压强度的影响，结果见图1。
图1结果表明，当粉煤灰掺量为20%时，全龄期标准养护3d、28d、90d和180d抗压强度相比室内干燥养护分别增长12%、16%、21%、23%，饱和石灰水养护的混凝土强度与标准养护试件相差不大。在7d龄期之内，混凝土标准养护时间越长，对混凝土持续强度增长越有利，经过7d标准养护的混凝土比只经过3d标准养护试件的混凝土强度增长更为有利，而前期湿度养护不足则会对混凝土早期强度造成不良影响，尽管之后补充水分，但强度增长依然遭受损失。而完全处于干燥环境中的混凝土试件，其各龄期强度增长最为缓慢，且进入28d后混凝土长期强度增长乏力。当粉煤灰掺量为50%时，混凝土整体强度低于掺20%粉煤灰混凝土，尤其是28d以前强度下降更为明显，但通过全龄期良好的保湿养护，混凝土后期强度可以得以持续提升，进而减小粉煤灰掺量大带来的强度下降，D2和F2的结果也支持了这一点。另外，大掺量粉煤灰混凝土对水分更为敏感，当周围湿度不足时，混凝土长期强度增长相较20%粉煤灰时更加迟缓。
2.3养护条件对大掺量粉煤灰混凝土劈裂抗拉强度的影响
本项目测试了养护制度大掺量粉煤灰混凝土劈裂抗拉强度的影响，结果见图2。
图2结果表明，相同养护条件下，随着粉煤灰掺量的增加，混凝土对应龄期的劈裂抗拉强度随之下降，大掺量粉煤灰对混凝土力学性能影响较为显著。在室内养护时，20%掺量粉煤灰的混凝土7d劈拉强度相比50%粉煤灰的混凝土高7%，标准养护下7d劈拉强度高4.6%，说明充足的养护湿度能够降低大掺量粉煤灰对混凝土的不良影响。
在粉煤灰掺量相同时，室内养护的混凝土早期和长期劈拉强度均最低，而通过早期养护可以部分补偿水分不足对混凝土的不利影响。经过饱和石灰水养护的大掺量粉煤灰混凝土劈拉强度相比标准养护略有增加，这可能是由于界面过渡区性能改善，有利于抵抗劈裂荷载产生的应力。
2.4养护条件对大掺量粉煤灰混凝土收缩的影响
本项目对不同养护制度下大掺量粉煤灰混凝土收缩率进行测试，结果见图3。
图3结果显示，无论20%或50%的粉煤灰，在室内养护中的收缩均为最高，而50%粉煤灰掺入后混凝土28d以前收缩率均低于20%粉煤灰组，之后大掺量粉煤灰混凝土干燥收缩扩大，并逐渐超过20%粉煤灰组，随着龄期的增加，大掺量粉煤灰混凝土干燥收缩有所增加。
图3反映出在周围湿度充足下，混凝土收缩可以得到抑制，甚至可以补偿部分收缩。在标准养护条件中混凝土均出现了略微膨胀现象，饱和石灰水养护中的试块全龄期均未收缩，从C1和E1、C2和E2的结果发现，标准养护时间越长对混凝土体积稳定性越有利。
3结论
（1）掺入50%的粉煤灰的混凝土外加剂掺量增加，在保持坍落度相近情况下，混凝土扩展度降低，压力泌水率增加，混凝土初凝和终凝时间均出现延长。
（2）充足的湿度可以提高大掺量粉煤灰长期抗压强度，180d时50%粉煤灰混凝土抗压强度已增长至和20%粉煤灰组相当。早期湿养护时间越久对混凝土长期抗压强度越有利，而养护不良对大掺量粉煤灰混凝土长期抗压强度的影响更为明显，强度增长幅度也小于低掺量粉煤灰混凝土。
（3）相同养护条件下，粉煤灰掺量增加，混凝土相应龄期的劈裂抗拉强度会随之下降，且养护不良会对混凝土劈裂抗拉强度下降产生叠加效应。而通过标准养护和饱和石灰水养护后，混凝土劈裂抗拉强度发展良好。
（4）室内养护条件下，大掺量粉煤灰混凝土早期收缩低于20%粉煤灰组，后期收缩率较高，延长早期湿养护时间可以改善大掺量粉煤灰混凝土收缩，而早期湿度不足时混凝土收缩增加，即使转为标准养护，依然难以消除对混凝土早期收缩的不良影响。
